DE102016206264A1

DE102016206264A1 - Image measuring apparatus, image measuring method, information processing apparatus, information processing method and program

Info

Publication number: DE102016206264A1
Application number: DE102016206264.6A
Authority: DE
Inventors: Shohei Udo
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US10001368B2; US20160307311A1; JP6475552B2; JP2016200551A

Abstract

Bereitgestellt wird eine Bildmessvorrichtung umfassend eine Bildaufnahmeeinrichtung, die Bilder von einem Objekt aufnimmt; einen Bewegungsmechanismus, der eine Bildaufnahmeposition der Bildaufnahmeeinrichtung zum Objekt verändert; und eine Berechnungseinrichtung, die einen Korrekturwert aus einer ersten aufgenommenen Bildgruppe, die durch statisches Platzieren der Bildaufnahmeeinrichtung an einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen erfasst wird, und einer zweiten aufgenommenen Bildgruppe, die durch relatives Bewegen der Bildaufnahmeeinrichtung, so dass jede der Vielzahl von Bildaufnahmepositionen durchfahren wird, erfasst wird, berechnet. Die erste aufgenommene Bildgruppe und die zweite aufgenommene Bildgruppe sind aufgenommene Bildgruppen von Bildern, die an einer Vielzahl der vorbestimmten Bildaufnahmepositionen durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden.Provided is an image measuring device comprising an image pickup device that picks up images of an object; a moving mechanism that changes an image pickup position of the image pickup device to the object; and a calculating unit that acquires a correction value from a first captured image group acquired by statically placing the image pickup device at a plurality of image pickup positions and a second picked image group that is traversed by relatively moving the image pickup device such that each of the plurality of image pickup positions is traversed, is calculated, calculated. The first captured image group and the second captured image group are captured image groups of images taken at a plurality of the predetermined image pickup positions by the image pickup device.

Description

KREUZVERWEISUNG AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. April 2015 angemeldeten japanischen Patentanmeldung JP 2015-082239 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.This application claims priority from the Japanese Patent Application filed on Apr. 14, 2015 JP 2015-082239 the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildmessvorrichtung, ein Bildmessverfahren, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Informationsverarbeitungsverfahren und ein Programm.The present invention relates to an image measuring apparatus, an image measuring method, an information processing apparatus, an information processing method, and a program.

Aus dem Stand der Technik ist eine Bildmessvorrichtung bekannt, die eine Form usw. aus einem Bild, das von einem zu vermessenden Objekt aufgenommen wird, messen kann. Zum Beispiel offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-228529 (im Folgenden als „Patentschrift 1” bezeichnet) eine Formenmessvorrichtung, die ein Formenmessgerät umfasst, das eine Bildaufnahmeeinheit, welche ein Bild von einem Verschiebetisch und einem Werkstück auf dem Verschiebetisch aufnimmt, und einen Computer, der eine Form des Werkstücks aus dem durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bild misst, hat (siehe Abschnitt [0009] usw. der Beschreibung von Patentschrift 1).From the prior art, an image measuring apparatus is known which can measure a shape, etc., from an image taken by an object to be measured. For example, the Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2014-228529 (hereinafter referred to as "Patent Literature 1") comprises a shape measuring apparatus including a shape measuring device including an image pickup unit which picks up an image of a translation table and a workpiece on the translation table, and a computer which displays a shape of the workpiece from the image recording unit recorded image (see section [0009] etc. of the specification of Patent Document 1).

Bei der Formenmessvorrichtung werden Schwingungen des Formenmessgerätes während der Messung der Form des Werkstücks detektiert wenn die Bildaufnahmeeinheit bewegt wird. Ein Betrag der Bewegung der Bildaufnahmeeinheit wird gesteuert, so dass die detektierten Schwingungen aufgehoben werden. Auf diese Weise werden Abweichungen durch die Schwingungen der Bildaufnahmeeinheit auf dem Verschiebetisch verhindert und eine Messgenauigkeit wird verbessert (siehe Abschnitt [0019] usw. der Beschreibung von Patentschrift 1).In the shape measuring apparatus, vibrations of the shape measuring apparatus are detected during measurement of the shape of the workpiece when the image pickup unit is moved. An amount of movement of the image pickup unit is controlled so that the detected vibrations are canceled. In this way, variations due to the vibration of the image pickup unit on the shift table are prevented, and measurement accuracy is improved (see section [0019], etc., of the specification of Patent Document 1).

KurzdarstellungSummary

Wie oben beschrieben, muss eine Formenmessvorrichtung, die eine Form usw. von einem durch die Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bild misst, mit einer Technologie bereitgestellt werden, die eine Messgenauigkeit verbessert.As described above, a shape measuring device that measures a shape, etc., of an image taken by the image pickup unit must be provided with a technology that improves measurement accuracy.

Angesichts der oben beschriebenen Umstände zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Bildmessvorrichtung, ein Bildmessverfahren, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Informationsverarbeitungsverfahren und ein Programm bereitzustellen, die dazu fähig sind, ein Objekt mit hoher Genauigkeit zu vermessen.In view of the circumstances described above, the present invention aims to provide an image measuring apparatus, an image measuring method, an information processing apparatus, an information processing method, and a program capable of measuring an object with high accuracy.

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird eine Bildmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, die eine Bildaufnahmeeinrichtung, einen Bewegungsmechanismus und eine Berechnungseinrichtung umfasst.In order to achieve the above-described object, there is provided an image measuring apparatus according to an embodiment of the present invention comprising an image pickup device, a moving mechanism, and a calculating device.

Die Bildaufnahmeeinrichtung kann Bilder von einem Objekt aufnehmen.The image capture device can take pictures of an object.

Der Bewegungsmechanismus kann eine Bildaufnahmeposition der Bildaufnahmeeinrichtung zum Objekt verändern.The moving mechanism may change an image pickup position of the image pickup device to the object.

Die Berechnungseinrichtung kann einen Korrekturwert aus einer ersten aufgenommenen Bildgruppe, die durch statisches Platzieren der Bildaufnahmeeinrichtung an einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen erfasst wird, und einer zweiten aufgenommenen Bildgruppe, die durch relatives Bewegen der Bildaufnahmeeinrichtung, so dass jede der Vielzahl von Bildaufnahmepositionen durchfahren wird, erfasst wird, berechnen. Die erste aufgenommene Bildgruppe und die zweite aufgenommene Bildgruppe sind aufgenommene Bildgruppen von Bildern, die an einer Vielzahl der vorbestimmten Bildaufnahmepositionen durch die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden.The calculating means may detect a correction value from a first captured image group acquired by statically placing the image pickup device at a plurality of image pickup positions and a second picked up image group obtained by relatively moving the image pickup device to pass through each of the plurality of image pickup positions , to calculate. The first captured image group and the second captured image group are captured image groups of images taken at a plurality of the predetermined image pickup positions by the image pickup device.

Bei der Bildmessvorrichtung wird ein Korrekturwert aus der ersten aufgenommenen Bildgruppe, die durch Bildaufnahme des Objekts mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die statisch an jeder einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen platziert wird, erfasst wird, und einer zweiten aufgenommenen Bildgruppe, die durch Bildaufnahme des Objekts mit der sich relativ bewegenden Bildaufnahmeeinrichtung erfasst wird, berechnet. Durch Verwenden des Korrekturwerts wird ermöglicht, das zu vermessende Objekt mit hoher Genauigkeit zu vermessen, während die Bildaufnahmeeinheit bewegt wird.In the image measuring apparatus, a correction value is acquired from the first captured image group acquired by capturing the object with an image pickup device statically placed at each of a plurality of image pickup positions, and a second picked up image group obtained by acquiring the object with the relative image Moving image pickup device is detected, calculated. By using the correction value, it is possible to measure the object to be measured with high accuracy while moving the image pickup unit.

Das Objekt kann ein zu vermessendes Objekt sein. In diesem Fall kann die Bildmessvorrichtung ferner eine Korrektureinrichtung umfassen, die ein Messergebnis auf Grundlage des aus der zweiten aufgenommenen Bildgruppe berechneten Korrekturwerts korrigiert.The object can be an object to be measured. In this case, the image measuring apparatus may further include a correcting means which corrects a measurement result based on the correction value calculated from the second image group taken.

So wird es möglich, das zu vermessende Objekt mit hoher Genauigkeit zu vermessen.This makes it possible to measure the object to be measured with high accuracy.

Die Bildmessvorrichtung kann ferner eine Speichereinrichtung umfassen, die den berechneten Korrekturwert speichert. In diesem Fall kann die Korrektureinrichtung das Messergebnis anhand des gespeicherten Korrekturwerts korrigieren.The image measuring device may further include a storage device that stores the calculated correction value. In this case, the correction device can correct the measurement result based on the stored correction value.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Bildmessverfahren angegeben, das einen Schritt des Erfassens einer ersten aufgenommenen Bildgruppe durch Bilderfassung eines Objekts mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die statisch an jeder einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen platziert wird, umfasst. According to an embodiment of the present invention, there is provided an image measuring method comprising a step of capturing a first captured image group by image capturing an object with an image capturing device statically placed at each of a plurality of image capturing positions.

Eine zweite aufgenommene Bildgruppe wird durch Bildaufnahme des Objekts mit der Bildaufnahmeeinrichtung, die relativ bewegt wird, so dass jede einer Vielzahl der Bildaufnahmepositionen durchfahren wird, erfasst.A second captured image group is captured by capturing the object with the image capture device that is relatively moved so that each of a plurality of the image capture positions is traversed.

Aus der ersten und zweiten erfassten aufgenommenen Bildgruppe wird ein Korrekturwert berechnet.From the first and second captured captured image group, a correction value is calculated.

Durch Verwenden des berechneten Korrekturwerts wird ermöglicht, das zu vermessende Objekt mit hoher Genauigkeit zu vermessen, während die Bildaufnahmeeinheit bewegt wird.By using the calculated correction value, it is possible to measure the object to be measured with high accuracy while moving the image pickup unit.

Das Erfassen der ersten aufgenommenen Bildgruppe kann an dem zu vermessenden Objekt ausgeführt werden. In diesem Fall kann das Erfassen der zweiten aufgenommenen Bildgruppe jeweils an dem zu vermessenden Objekt und an einer Vielzahl von anderen gleichartigen zu vermessenden Objekten ausgeführt werden. Das Bildmessverfahren kann Korrigieren eines Messergebnisses von jeder einer Vielzahl der anderen zu vermessenden Objekte auf Grundlage der zweiten aufgenommenen Bildgruppe anhand des für die zu vermessenden Objekte berechneten Korrekturwerts umfassen.The acquisition of the first recorded image group can be performed on the object to be measured. In this case, the detection of the second recorded image group may be performed respectively on the object to be measured and on a plurality of other similar objects to be measured. The image measuring method may include correcting a measurement result of each of a plurality of the other objects to be measured based on the second captured image group based on the correction value calculated for the objects to be measured.

So wird es möglich, die anderen zu vermessenden Objekte effektiv auf die gleiche Weise zu vermessen.This makes it possible to measure the other objects to be measured effectively in the same way.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Informationsverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Bewegungssteuerungseinrichtung und eine Berechnungseinrichtung umfasst.According to an embodiment of the present invention, there is provided an information processing apparatus comprising a motion controller and a calculator.

Die Bewegungssteuerungseinrichtung kann eine Bildaufnahmeposition einer Bildaufnahmeeinrichtung, die Bilder eines Objekts aufnimmt, steuern.The motion control device may control an image pickup position of an image pickup device that picks up images of an object.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Informationsverarbeitungsverfahren, das von einem Computer ausgeführt wird, angegeben, das einen Schritt des Erfassens einer ersten aufgenommenen Bildgruppe durch Bilderfassung eines Objekts mit einer Bildaufnahmeeinrichtung, die statisch an jeder einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen platziert wird, umfasst.According to an embodiment of the present invention, there is provided an information processing method performed by a computer, comprising a step of capturing a first captured image group by image capturing an object with an image capturing device statically placed at each of a plurality of image capturing positions.

Ein Programm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt, dass ein Computer das Informationsverarbeitungsverfahren ausführt.A program according to an embodiment of the present invention causes a computer to execute the information processing method.

Wie oben beschrieben, wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das zu vermessende Objekt mit hoher Genauigkeit zu vermessen. Es wird angemerkt, dass die hierin beschriebenen Wirkungen nicht notwendigerweise eingeschränkt sind, und dass jegliche in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Wirkungen erreicht werden können.As described above, according to the present invention, it becomes possible to measure the object to be measured with high accuracy. It is noted that the effects described herein are not necessarily limited, and that any effects described in the present disclosure can be achieved.

Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, ersichtlich.These and other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent in light of the following detailed description of the embodiments, as illustrated in the accompanying drawings.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine schematische Darstellung einer Bildmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 10 is a schematic diagram of an image measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;

2 ist Funktionsblockschaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel einer in 1 gezeigten Messungssteuerungseinrichtung zeigt; 2 is a functional block diagram illustrating a configuration example of an in 1 shows the measurement control device shown;

3A und 3B sind jeweils Diagramme, die zeigen, dass ein Bild in einem Zustand aufgenommen wird, in dem eine Bildaufnahmeeinheit statisch an einer Bildaufnahmeposition ist; 3A and 3B FIG. 15 are diagrams each showing that an image is captured in a state where an image pickup unit is statically at an image pickup position; FIG.

4A und 4B sind jeweils Diagramme, die zeigen, dass ein Bild in einem Zustand aufgenommen wird, in dem eine Bildaufnahmeeinheit an einer Bildaufnahmeposition beschleunigt wird; 4A and 4B FIG. 15 are diagrams each showing that an image is taken in a state in which an image pickup unit is accelerated at an image pickup position; FIG.

5A und 5B sind jeweils Diagramme zum Veranschaulichen einer Zeiteinteilung einer Bilderfassung während der Bewegung; 5A and 5B each are diagrams for illustrating a timing of image acquisition during the movement;

6 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel einer statischen Messung zeigt; 6 Fig. 10 is a flowchart showing an operation example of a static measurement;

7 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel einer Bewegungsmessung zeigt; 7 Fig. 10 is a flowchart showing an operation example of a movement measurement;

8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Berechnens eines Korrekturwerts durch eine Einrichtung zum Berechnen von Bildkoordinatenunterschieden zeigt. 8th Fig. 10 is a flowchart showing an example of calculating a correction value by means of calculating image coordinate differences.

9 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel einer Bewegungsmessung mit Verwendung eines Korrekturwerts zeigt. 9 FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of a movement measurement using a correction value. FIG.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

Konfiguration der BildmessvorrichtungConfiguration of the image measuring device

1 ist eine schematische Darstellung einer Bildmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Bildmessvorrichtung 100 weist ein Bildmessgerät 10 der berührungslosen Art und einen PC („Personal Computer”, Rechner) 20 als Informationsverarbeitungsvorrichtung auf. In der Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß der derzeitigen Technologie können weitere Rechner verwendet werden. 1 Fig. 10 is a schematic diagram of an image measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The image measuring device 100 has an image measuring device 10 non-contact type and a PC ("personal computer", computer) 20 as an information processing device. In the information processing apparatus according to the current technology, other computers can be used.

Das Bildmessgerät 10 umfasst einen Verschiebetisch 11, einen Bewegungsmechanismus 12 und eine Bildaufnahmeeinheit (Bildaufnahmeeinrichtung) 13. An einer vorbestimmten Position des Verschiebetischs 11 wird ein Werkstück W, das ein zu vermessendes Objekt ist, platziert. Das Werkstück W wird auch mit einem Objekt verwendet, dessen Bild durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommen wird.The image measuring device 10 includes a translation table 11 , a movement mechanism 12 and an image pickup unit (image pickup device) 13 , At a predetermined position of the translation table 11 a workpiece W, which is an object to be measured, is placed. The workpiece W is also used with an object whose image is captured by the image acquisition unit 13 is recorded.

Der Bewegungsmechanismus 12 kann eine Bildaufnahmeposition der Bildaufnahmeeinheit 13 zum Werkstück W in drei Raumrichtungen xyz verändern. Die Bildaufnahmeposition ist eine relative Position der Bildaufnahmeeinheit 13 zum Werkstück W wenn ein Bild aufgenommen wird. Entsprechend ist es möglich, durch relatives Bewegen der Bildaufnahmeeinheit 13 und des Werkstücks W die Bildaufnahmeposition zu verändern.The movement mechanism 12 may be an image pickup position of the image pickup unit 13 to the workpiece W in three directions xyz change. The image pickup position is a relative position of the image pickup unit 13 to the workpiece W when taking a picture. Accordingly, it is possible to move by relatively moving the image pickup unit 13 and the workpiece W to change the image pickup position.

Wie in 1 gezeigt umfasst der Bewegungsmechanismus 12 einen x-Bewegungsmechanismus 14, einen y-Bewegungsmechanismus 15 und einen z-Bewegungsmechanismus 16. Der z-Bewegungsmechanismus 16 bewegt die Bildaufnahmeeinheit 13 entlang einer z-Richtung. Der x-Bewegungsmechanismus 14 bewegt die Bildaufnahmeeinheit 13 und den z-Bewegungsmechanismus gemeinsam entlang einer x-Richtung. Der y-Bewegungsmechanismus 15 bewegt den Verschiebetisch 11 entlang einer y-Richtung. Eine bestimmte Konfiguration jedes Bewegungsmechanismus ist nicht beschränkt und kann frei gestaltet werden.As in 1 The movement mechanism comprises shown 12 an x-movement mechanism 14 , a y-movement mechanism 15 and a z-movement mechanism 16 , The z-movement mechanism 16 moves the image capture unit 13 along a z-direction. The x-movement mechanism 14 moves the image capture unit 13 and the z-movement mechanism together along an x-direction. The y-movement mechanism 15 moves the translation table 11 along a y-direction. A particular configuration of each movement mechanism is not limited and can be freely designed.

An jedem der xyz-Bewegungsmechanismen ist ein Achsenverschiebungssensor 17 wie zum Beispiel ein Linearmaßstab angeordnet. Aus detektierten Werten eines Achsenverschiebungssensors 17x und eines z-Achsenverschiebungssensors 17z werden x- und z-Koordinaten der Bildaufnahmeeinheit 13 berechnet. Außerdem wird aus einem detektierten Wert eines y-Achsenverschiebungssensors 17y eine y-Koordinate des Verschiebetischs 11 berechnet.At each of the xyz motion mechanisms is an axis shift sensor 17 such as a linear scale arranged. From detected values of an axis shift sensor 17x and a z-axis displacement sensor 17z become x and z coordinates of the image acquisition unit 13 calculated. In addition, a detected value of a y-axis displacement sensor becomes 17y a y-coordinate of the translation table 11 calculated.

Auf der Bildaufnahmeeinheit 13 ist eine Digitalkamera (einschließlich einer Videokamera) mit einer Objektivlinse 18 (siehe 3A) und einem Bildaufnahmegerät (nicht gezeigt) montiert. Licht, das durch das Werkstück W reflektiert wird, trifft über eine Objektivlinse 18 auf das Bildaufnahmegerät und erzeugt hierdurch ein digitales Bild des Werkstück W. Als Bildaufnahmegerät wird ein CMOS-(„Complementary Metal-Oxide Semiconductor”, sich ergänzender Metall-Oxid-Halbleiter)Sensor, ein CCD-(„Charge-Coupled Device”, ladungsgekoppeltes Bauteil)Sensor oder ähnliches verwendet.On the image capture unit 13 is a digital camera (including a video camera) with an objective lens 18 (please refer 3A ) and an image pickup device (not shown). Light reflected by the workpiece W strikes an objective lens 18 to the imaging device and thereby produces a digital image of the workpiece W. The imaging device is a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, a CCD (Charge-Coupled Device) Component) sensor or the like used.

Der PC 20 ist auf eine beliebige Weise mit dem Bildaufnahmegerät 10 verbunden. Der PC 20 weist notwendige Hardware für die Konfiguration des Rechners wie zum Beispiel einen Prozessor („Central Processing Unit”, CPU), einen Festwertspeicher („Read Only Memory”, ROM), einen Direktzugriffsspeicher („Random Access Memory”, RAM), eine Festplatte („Hard Disk Drive”, HDD) (jeweils nicht dargestellt) oder ähnliches auf.The computer 20 is in any way with the image capture device 10 connected. The computer 20 has necessary hardware for the configuration of the computer such as a processor ("Central Processing Unit", CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a hard disk ( "Hard Disk Drive", HDD) (not shown) or the like.

Auf der ROM und HDD sind von der CPU ausgeführte Programme und eine Vielfalt von Daten und Formdaten gespeichert. Ferner wird das RAM durch die CPU als temporärer Arbeitsbereich und als Bereich zum temporären Speichern von Daten verwendet.On the ROM and HDD, programs executed by the CPU and a variety of data and shape data are stored. Further, the RAM is used by the CPU as a temporary work area and as a temporary data storage area.

Informationsverarbeitung durch den PC 20 wird durch eine Zusammenarbeit von auf der ROM gespeicherten Software oder ähnlichem und Hardwareressourcen im PC 20 realisiert. In dieser wie in 1 gezeigten Ausführungsform wird eine Messungssteuerungseinrichtung 21 als ein funktioneller Block durch Ausführen eines vorbestimmten Programms durch die CPU konfiguriert. Man beachte, dass dezidierte Hardware zum Bilden der Messungssteuerungseinrichtung 21 verwendet werden kann.Information processing by the PC 20 is through a collaboration of software stored on the ROM or similar and hardware resources in the PC 20 realized. In this as in 1 In the embodiment shown, a measurement control device 21 is configured as a functional block by executing a predetermined program by the CPU. Note that dedicated hardware for forming the measurement controller 21 can be used.

Das Programm ist zum Beispiel über eine Vielfalt von Aufzeichnungsmedien auf dem PC 20 installiert. Alternativ kann das Programm über das Internet oder ähnliches auf dem PC 20 installiert werden.The program is for example about a variety of recording media on the PC 20 Installed. Alternatively, the program can be accessed via the Internet or similar on the PC 20 be installed.

2 ist Funktionsblockschaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel der Messungssteuerungseinrichtung 21 zeigt. Die Messungssteuerungseinrichtung 21 umfasst eine Bildaufnahmekoordinaten-Speichereinrichtung 22, eine Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23, eine Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24, eine Kamerabild-Erfassungseinrichtung 25, eine Koordinaten-Detektionseinrichtung 26 und eine Achsenbewegung-Steuereinrichtung 27. Ferner umfasst die Messungssteuerungseinrichtung 21 eine Koordinaten-Speichereinrichtung 28, eine Koordinaten- und Bild-Speichereinrichtung 29, eine Bildkoordinaten-Detektionseinrichtung 30, eine Statische-Messung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 31, eine Bewegungsmessung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 32, eine Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Berechnungseinrichtung 33 und eine Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Speichereinrichtung 34. Ferner umfasst die Messungssteuerungseinrichtung 21 eine Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 und eine Detektionskoordinaten-Ausgabeeinrichtung 36. 2 FIG. 12 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the measurement control device. FIG 21 shows. The measurement control device 21 comprises an image acquisition coordinate storage device 22 , an image pickup coordinate merging device 23 , an image pickup signal output device 24 , a camera image detecting device 25 , a coordinate detection device 26 and an axis movement controller 27 , Furthermore, the measurement control device comprises 21 a coordinate storage device 28 , a coordinate and image storage device 29 , an image coordinate detection device 30 , a static measurement image coordinate storage device 31 , a motion measurement image coordinate storage device 32 , an image coordinate finite difference calculator 33 and an image coordinate finite difference storage device 34 , Furthermore, the measurement control device comprises 21 an image coordinate correction device 35 and a detection coordinate output device 36 ,

Die Bildaufnahmekoordinaten-Speichereinrichtung 22 speichert einen Koordinatenwert an einer Bildaufnahmeposition (im Folgenden als ”Bildaufnahmepositions-Koordinate” bezeichnet). In der vorliegenden Ausführungsform werden x- und z-Koordinaten der Bildaufnahmeeinheit 13, an denen ein Bild aufgenommen wird, und eine y-Koordinate des Verschiebetischs 11 im Voraus als die Bildaufnahmepositions-Koordinate gespeichert.The image capture coordinate storage device 22 stores a coordinate value at an image pickup position (hereinafter referred to as "image pickup position coordinate"). In the present embodiment, x and z coordinates of the image pickup unit 13 where an image is taken and a y-coordinate of the translation table 11 stored in advance as the image pickup coordinate.

Die Koordinaten-Detektionseinrichtung 26 detektiert eine Koordinate an einer aktuellen Messposition (im Folgenden als „Messposition-Koordinate” bezeichnet) aus dem Detektionswert an jedem der xyz-Achsenverschiebungssensoren 17. Die Messposition-Koordinate umfasst aktuelle x- und z-Koordinaten der Bildaufnahmeeinheit 13 und eine aktuelle y-Koordinate des Verschiebetischs 11.The coordinate detection device 26 detects a coordinate at a current measurement position (hereinafter referred to as "measurement position coordinate") from the detection value at each of the xyz axis displacement sensors 17 , The measurement position coordinate includes current x and z coordinates of the image acquisition unit 13 and a current y-coordinate of the translation table 11 ,

Die Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 wird mit der Messposition-Koordinate, die durch die Koordinaten-Detektionseinrichtung 26 erfasst wird, und einer Bildaufnahmeposition-Koordinate, die in der Bildaufnahmekoordinaten-Speichereinrichtung 22 gespeichert ist, verglichen. Wenn beide Koordinaten übereinstimmen beauftragt die Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 eine Ausgabe eines Bildaufnahmesignals an die Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24.The image pickup coordinate merging device 23 is used with the measurement position coordinate provided by the coordinate detection device 26 and an image pickup position coordinate stored in the image pickup coordinate storage means 22 is stored compared. If both coordinates match, the image pickup co-ordinator instructs 23 an output of an image pickup signal to the image pickup signal output device 24 ,

Die Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24 gibt das Bildaufnahmesignal an eine Digitalkamera der Bildaufnahmeeinheit 13 aus. Durch Ausgeben des Signals wird ein Bild durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommen. Die Kamerabild-Erfassungseinrichtung 25 erfasst ein durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommenes Bild.The image pickup signal output device 24 gives the image pickup signal to a digital camera of the image pickup unit 13 out. By outputting the signal, an image is taken by the image pickup unit 13 added. The camera image detection device 25 detects a through the image pickup unit 13 taken picture.

Die Achsenbewegung-Steuereinrichtung 27 steuert den Bewegungsmechanismus 12 und bewegt die Bildaufnahmeeinheit 13 und den Verschiebetisch 11. Die Koordinaten-Speichereinrichtung 28 speichert die Messposition-Koordinate wenn die durch die Koordinaten-Detektionseinrichtung 26 detektierte Messposition-Koordinate mit der Bildaufnahmeposition-Koordinate übereinstimmt.The axis motion controller 27 controls the movement mechanism 12 and moves the image capture unit 13 and the translation table 11 , The coordinate storage device 28 stores the measurement position coordinate if that by the coordinate detection device 26 detected measuring position coordinate coincides with the image pickup position coordinate.

Die Koordinaten- und Bild-Speichereinrichtung 29 speichert das durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommene Bild und die Messposition-Koordinate wenn das Bild aufgenommen wird (d. h. die Bildaufnahmeposition-Koordinate).The coordinate and image storage device 29 saves this by the image acquisition unit 13 taken picture and the measuring position coordinate when the picture is taken (ie the picture taking position coordinate).

Die Bildkoordinaten-Detektionseinrichtung 30 detektiert eine Koordinate über eine äußere Form und einen Merkmalspunkt des Werkstücks W in drei Raumrichtungen xyz (in Folgenden als „Messkoordinate” bezeichnet) aus dem aufgenommenen Bild und der Messposition-Koordinate, die in der Koordinaten- und Bild-Speichereinrichtung 29 gespeichert ist. Beispielsweise kann unter Verwendung der bekannten Bildanalysetechnologie, wie zum Beispiel Kantenerkennung, aus der Position in dem aufgenommenen Bild und der Messposition-Koordinate die Messposition-Koordinate in jeweiligen Punkten des Werkstücks W detektiert werden.The image coordinate detection device 30 detects a coordinate about an external shape and a feature point of the workpiece W in three spatial directions xyz (hereinafter referred to as "measurement coordinate") from the captured image and the measurement position coordinate included in the coordinate and image storage device 29 is stored. For example, using the known image analysis technology such as edge detection, from the position in the captured image and the measurement position coordinate, the measurement position coordinate at respective points of the workpiece W can be detected.

Die Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 korrigiert die Messkoordinate, die durch die Bildkoordinaten-Detektionseinrichtung 30 detektiert wird. Die Einzelheiten werden später beschrieben. In dieser Ausführungsform wird das Bild aufgenommen, indem die Bildaufnahmeeinheit 13 relativ bewegt wird, so dass jede einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen durchfahren wird. Aus einer Gruppe der aufgenommenen Bilder wird die Messkoordinate des Werkstücks W detektiert. Die Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 korrigiert die detektierte Messkoordinate.The image coordinate correction device 35 corrects the measurement coordinate provided by the image coordinate detection device 30 is detected. The details will be described later. In this embodiment, the image is captured by the image acquisition unit 13 is relatively moved, so that each of a plurality of image pickup positions is traversed. From a group of recorded images, the measurement coordinate of the workpiece W is detected. The image coordinate correction device 35 corrects the detected measurement coordinate.

Die Detektionskoordinaten-Ausgabeeinrichtung 36 gibt die Messkoordinate, die durch die Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 korrigiert wird, aus.The detection coordinate output device 36 specifies the measurement coordinate that passes through the image coordinate correction facility 35 is corrected, off.

Die Statische-Messung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 31, die Bewegungsmessungs-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 32, die Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Berechnungseinrichtung 33 und die Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Speichereinrichtung 34 sind Bausteine zum Berechnen des Korrekturwerts, der für die Korrektur durch die die Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 verwendet wird. Die Einzelheiten über jeden Baustein werden später genauer beschrieben.The static measurement image coordinate storage device 31 , the motion measurement image coordinate storage device 32 , the image coordinate finite difference calculator 33 and the image coordinate finite difference storage device 34 are building blocks for calculating the correction value necessary for the correction by the image coordinate correcting means 35 is used. The details about each device will be described in more detail later.

Betrieb der Bildmessvorrichtung Operation of the image measuring device

Wie oben beschrieben ist die Messung durch die Bildmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich durch relatives Bewegen der Bildaufnahmeeinheit 13, so dass eine Vielzahl der Aufnahmepositionen ohne Anhalten der Bildaufnahmeeinheit 13 durchfahren wird. Beispielsweise wird die Aufnahmeposition entlang einer vorab festgelegten Strecke auf Grundlage eines auf einem ROM gespeicherten Teilprogramms automatisch verändert (die Bildaufnahmeeinheit 13 wird relativ bewegt). Genau zu jenem Zeitpunkt, falls die Messposition-Koordinate mit der Bildaufnahmeposition-Koordinate übereinstimmt, wird das Bild automatisch aufgenommen. Im Folgenden wird die Messung als „Bewegungsmessung” bezeichnet.As described above, the measurement is by the image measuring device 100 According to the present embodiment, possible by relatively moving the image pickup unit 13 , so that a plurality of shooting positions without stopping the image pickup unit 13 is passed through. For example, the recording position is automatically changed along a predetermined route based on a partial program stored in a ROM (the image capturing unit 13 is moved relatively). At that time, if the measurement position coordinate coincides with the imaging position coordinate, the image is automatically captured. In the following, the measurement is referred to as "motion measurement".

3A, 3B, 4A, 4B, 5A und 5B sind Diagramme, die mögliche Probleme veranschaulichen, die bei der Bewegungsmessung auftreten können. 3A, 4A und 5A sind jeweils Diagramme einer Frontansicht des Bildmessgeräts 10, gesehen aus eine y-Richtung und 3B, 4B und 5B sind jeweils ein Bild, das durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommen wurde. 3A . 3B . 4A . 4B . 5A and 5B are diagrams that illustrate possible problems that can occur during motion measurement. 3A . 4A and 5A are each diagrams of a front view of the image measuring device 10 , seen from a y-direction and 3B . 4B and 5B are each an image that by the image acquisition unit 13 has been recorded.

3A und 3B sind jeweils Diagramme, die zeigen, dass ein Bild in einem Zustand aufgenommen wird, in dem die Bildaufnahmeeinheit 13 statisch an einer Bildaufnahmeposition P ist. In diesem Fall werden die Bildaufnahmeeinheit 13 und der Verschiebetisch 11 an die Aufnahmeposition-Koordinate bewegt und ein Bild des Werkstücks direkt darunter wird aufgenommen. Als Werkstück W wird hier ein plattenartiges Element mit einer weißen Fläche 41 und einer schwarzen Fläche 42 verwendet. Dann, wie in 3B gezeigt, wird die Bildaufnahmeposition P so eingestellt, dass eine Grenzfläche zwischen der weißen Fläche 41 und der schwarzen Fläche 42 mit einem Mittelpunkt 55 des aufgenommenen Bildes 50 überlappen. 3A and 3B are respectively diagrams showing that an image is taken in a state in which the image pickup unit 13 static at an image pickup position P is. In this case, the image pickup unit becomes 13 and the translation table 11 moved to the shooting position coordinate and an image of the workpiece directly below is recorded. As a workpiece W here becomes a plate-like element with a white surface 41 and a black area 42 used. Then, as in 3B is shown, the image pickup position P is set so that an interface between the white surface 41 and the black area 42 with a center 55 the recorded picture 50 overlap.

4A und 4B sind jeweils Diagramme, die zeigen, dass ein Bild in einem Zustand aufgenommen wird, in dem die Bildaufnahmeeinheit 13 an den Bildaufnahmepositionen P beschleunigt wird. In diesem Fall, da eine Beschleunigung auf die Bildaufnahmeeinheit 13 und den z-Bewegungsmechanismus 16 wirkt, kann eine Schieflage oder eine Verformung durch Trägheit dieser Massen auftreten, wie in 4A gezeigt ist. Falls der Verschiebetisch 11 beschleunigt wird, kann das Werkstück W verformt werden. 4A and 4B are respectively diagrams showing that an image is taken in a state in which the image pickup unit 13 is accelerated at the image pickup positions P. In this case, there is an acceleration on the image acquisition unit 13 and the z-motion mechanism 16 a slump or deformation due to inertia of these masses may occur, as in 4A is shown. If the translation table 11 is accelerated, the workpiece W can be deformed.

Wie in 4B gezeigt, weicht in dem durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommenen Bild 50 die Grenzfläche 43 des Werkstücks W ungewollt von dem Mittelpunkt 55 des aufgenommen Bildes 50 ab. Falls die Messkoordinate aus dem aufgenommenen Bild 50 berechnet wird, bildet die Abweichung des Bildes einen Fehler, der genau so groß ist, wie die Abweichung des Bildes im Vergleich mit der aus dem aufgenommenen Bild 50 der in 3B gezeigten statischen Messung berechneten Messkoordinate. Die Abweichung des aufgenommenen Bildes 50 kann während der Beschleunigung oder einer Zentrifugalkraft durch eine gleichzeitige Bogenbewegung zwischen zwei oder mehr Achsen erzeugt werden.As in 4B shown differs in the image acquisition unit 13 taken picture 50 the interface 43 of the workpiece W unintentionally from the center 55 of the picture taken 50 from. If the measurement coordinate from the recorded image 50 is calculated, the deviation of the image forms an error that is as large as the deviation of the image compared to that of the recorded image 50 the in 3B shown static measurement calculated measurement coordinate. The deviation of the recorded image 50 can be generated during acceleration or centrifugal force by a simultaneous arc movement between two or more axes.

5A und 5B sind jeweils Diagramme zum Veranschaulichen einer Zeiteinteilung einer Bilderfassung während der Bewegung. Die Messposition-Koordinate wird mit der Aufnahmeposition-Koordinate durch die in 2 gezeigte Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 verglichen. Etwas Zeit ist notwendig bis das Bildaufnahmesignal von der Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24 an die Bildaufnahmeeinheit 13 in Reaktion auf das Übereinstimmen der beiden Koordinaten ausgegeben wird. Tatsächlich wird das Bild mit einer Verzögerung zu der Zeiteinteilung durch die Bildaufnahmeeinheit 13 aufgenommen, wenn die Bildaufnahmeeinheit 13 an die Bildaufnahmeposition P bewegt wird (eine Verzögerungs-Bildaufnahmeposition P1 in 5A). 5A and 5B are respectively diagrams for illustrating a timing of image acquisition during the movement. The measurement position coordinate is set with the recording position coordinate by the in 2 shown image pickup coordinate merging device 23 compared. Some time is necessary until the image pickup signal from the image pickup signal output device 24 to the image acquisition unit 13 is output in response to the coincidence of the two coordinates. In fact, the picture is delayed at the timing by the image pickup unit 13 recorded when the image acquisition unit 13 is moved to the image pickup position P (a retard image pickup position P1 in FIG 5A ).

Falls die Zeiteinteilung der Bilderfassung verzögert wird, weicht die Grenzfläche 43 des Werkstücks ungewollt von dem Mittelpunkt 55 des aufgenommenen Bildes in dem aufgenommenen Bild 50 ab, wie in 5B gezeigt ist. Falls die Messkoordinate aus dem aufgenommenen Bild 50 berechnet wird, bildet die Abweichung des Bildes einen Fehler, der genau so groß ist, wie die Abweichung des Bildes.If the timing of image acquisition is delayed, the interface deviates 43 of the workpiece unintentionally from the midpoint 55 of the captured image in the captured image 50 off, as in 5B is shown. If the measurement coordinate from the recorded image 50 is calculated, the deviation of the image forms an error that is as large as the deviation of the image.

Dann konzentrierte sich der Erfinder auf das Folgende: Falls die Bewegungsmessung gemäß einer vorab festgelegten Strecke durch dasselbe Teilprogramm ausgeführt wird, werden beispielsweise die Verformung des Bewegungsmechanismus 12 und des Werkstücks und die Abweichung der Zeiteinteilung der Bildaufnahme, die durch Beschleunigung, Verzögerung, die Zentrifugalkraft oder ähnliches bewirkt wird, an jeder Bildaufnahmeposition P jedes Mal unter fast denselben Bedingungen erzeugt. Mit anderen Worten, ein Betrag der Abweichung in dem aufgenommenen Bild 50 an jeder Bildaufnahmeposition ist jedes Mal fast gleich groß.Then, the inventor focused on the following: If the motion measurement is performed according to a predetermined distance by the same subroutine, for example, the deformation of the moving mechanism becomes 12 and the workpiece, and the deviation of the timing of image pickup caused by acceleration, deceleration, centrifugal force or the like at each image pickup position P every time under almost the same conditions. In other words, an amount of deviation in the captured image 50 every shot is almost the same size every time.

Die Bildaufnahmeeinheit 13 ist statisch an jeder einer Vielzahl der Bildaufnahmepositionen P, um ein Bild zu messen (im Folgenden als „statische Messung” bezeichnet). Das Messergebnis (d. h. eine Messkoordinate, die durch jedes aufgenommene Bild 50 detektiert wird) wird erfasst. Es wird vorgeschlagen, eine Finite-Differenz zwischen dem Messergebnis durch die statische Messung und dem Messergebnis durch die Bewegungsmessung als Korrekturwert zu berechnen. Konkrete Betriebsbeispiele werden weiter unten beschrieben.The image capture unit 13 is static at each of a plurality of the image pickup positions P to measure an image (hereinafter referred to as "static measurement"). The measurement result (ie a measurement coordinate, which is captured by each captured image 50 is detected) is detected. It is proposed to calculate a finite difference between the measurement result by the static measurement and the measurement result by the motion measurement as a correction value. Specific operating examples are described below.

6 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der statischen Messung zeigt. Die Bildaufnahmeposition-Koordinate, die in der Bildaufnahmekoordinaten-Speichereinrichtung 22 gespeichert ist, wird ausgelesen (ST 101). Die Achsenbewegung-Steuereinrichtung 27 bewegt die Bildaufnahmeeinheit 13 und den Verschiebetisch 11 an die ausgelesene Bildaufnahmeposition-Koordinate (ST 102). Die Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 bestimmt, ob die Messposition-Koordinate mit der Bildaufnahmeposition-Koordinate übereinstimmt oder nicht (ST 103). Falls die Koordinaten übereinstimmen (Ja in ST 103), wird ein Stoppen der Bewegung an die Achsenbewegung-Steuereinrichtung 27 angezeigt (ST 104). 6 FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the static measurement. FIG. The image pickup position coordinate stored in the image pickup coordinate storage device 22 is stored is read out (ST 101). The axis motion controller 27 moves the image capture unit 13 and the translation table 11 to the read-out image pickup coordinate (ST 102). The image pickup coordinate merging device 23 determines whether or not the measurement position coordinate coincides with the image pickup position coordinate (ST 103). If the coordinates are coincident (YES in ST 103), stopping the movement to the axis motion controller 27 displayed (ST 104).

Die Achsenbewegung-Steuereinrichtung 27 bestimmt, ob der Zustand statisch ist oder nicht (ST 105). Falls erkannt wird, dass der Zustand statisch ist (Ja), wird ein Signal, das die Erkennung anzeigt, an die Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 ausgegeben. Die Bildaufnahmekoordinaten-Zusammenführungseinrichtung 23 empfängt das Signal und zeigt der Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24 eine Ausgabe eines Bilderfassungssignals an. Auf diese Weise findet eine Bildaufnahme des Werkstücks W durch die Bildaufnahmeeinheit 13 statt, um das aufgenommene Bild zu erfassen (ST 106).The axis motion controller 27 determines whether the condition is static or not (ST 105). If it is detected that the state is static (Yes), a signal indicating the recognition is sent to the image pickup coordinate merging device 23 output. The image pickup coordinate merging device 23 receives the signal and shows the image pickup signal output device 24 an output of an image capture signal. In this way, an image pickup of the workpiece W by the image pickup unit 13 instead of capturing the captured image (ST 106).

Sobald das aufgenommene Bild erfasst ist, speichert die Koordinaten- und Bild-Speichereinrichtung 29 das aufgenommene Bild und die Messposition-Koordinate (Bildaufnahmeposition-Koordinate) in Zusammenhang miteinander (ST 107). Die Bildkoordinaten-Detektionseinrichtung 30 detektiert eine Messkoordinate (X, Y, Z) an jedem Punkt des Werkstücks W von dem aufgenommenen Bild und der gespeicherten Messposition-Koordinate (ST 108).Once the captured image is captured, the coordinate and image storage device stores 29 the captured image and the measurement position coordinate (image pickup position coordinate) in association with each other (ST 107). The image coordinate detection device 30 detects a measurement coordinate (X, Y, Z) at each point of the workpiece W from the captured image and the stored measurement position coordinate (ST 108).

Die detektierte Messkoordinate (X, Y, Z) wird in der in 2 gezeigten Statische-Messung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 31 als die Messkoordinate an der statischen Messung gespeichert (ST 109). Das oben beschriebene Vorgehen wird an allen einer Vielzahl von vorgegebenen Bildaufnahmepositionen ausgeführt (ST 110).The detected measurement coordinate (X, Y, Z) is in the in 2 shown static measurement image coordinate storage device 31 stored as the measurement coordinate at the static measurement (ST 109). The above-described procedure is executed at all of a plurality of predetermined image pickup positions (ST 110).

Die Statische-Messung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 31 speichert die Messkoordinate (X_S1, Y_S1, Z_S1)–(X_Sn, Y_Sn, Z_Sn) an allen Bildaufnahmepositionen. Der Suffix „n” ist eine Folgenummer der Bildaufnahmeposition-Koordinaten.The static measurement image coordinate storage device 31 stores the measurement coordinate (X _S1 , Y _S1 , Z _S1 ) - (Xn _Sn , Yn _Sn , _Znn ) at all image pickup positions. The suffix "n" is a sequence number of the image pickup position coordinates.

Bei der statischen Messung entspricht eine Gruppe der an den jeweiligen Bildaufnahmepositionen aufgenommenen Bilder einer ersten aufgenommenen Bildgruppe gemäß dieser Ausführungsform. Dementsprechend entspricht die Messkoordinate (X_S1, Y_S1, Z_S1)–(X_Sn, Y_Sn, Z_Sn) an allen Bildaufnahmepositionen den auf der ersten aufgenommenen Bildgruppe basierenden Messergebnissen.In the static measurement, a group of the images taken at the respective image pickup positions corresponds to a first picked up image group according to this embodiment. Accordingly, the measurement coordinate (X _S1 , Y _S1 , Z _S1 ) - (X _Sn , Y _Sn , Z _Sn ) at all image pickup positions corresponds to the measurement results based on the first recorded image group.

7 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Bewegungsmessung zeigt. Die Bewegungsmessung wird in einem Zustand ausgeführt, in dem dasselbe Werkstück W nach Ausführen der statischen Messung unverändert auf dem Verschiebetisch 11 montiert ist. 7 Fig. 10 is a flowchart showing an operation example of the movement measurement. The movement measurement is carried out in a state in which the same workpiece W remains unchanged on the translation table after carrying out the static measurement 11 is mounted.

In den Schritten ST 201 bis ST 203 wird die ausgelesene Bildaufnahmeposition-Koordinate mit der Messposition-Koordinate verglichen. Die ausgelesene Bildaufnahmeposition-Koordinate ist dieselbe wie die Bildaufnahmeposition-Koordinate der statischen Messung.In steps ST 201 to ST 203, the read-out image pickup position coordinate is compared with the measurement position coordinate. The read image pickup position coordinate is the same as the image pickup position coordinate of the static measurement.

Falls die Bildaufnahmeposition-Koordinate mit der Messposition-Koordinate übereinstimmt (JA in ST 203), gibt die Bildaufnahmesignal-Ausgabeeinrichtung 24 das Bilderfassungssignal an die Bildaufnahmeeinheit 13 aus, um das aufgenommene Bild zu erfassen (ST 204). Das erfasste aufgenommene Bild und die Messposition-Koordinate werden gespeichert (ST 205). Auf Grundlage dessen wird die Messkoordinate (X, Y, Z) an jedem Punkt des Werkstücks W detektiert (ST 206).If the image pickup position coordinate coincides with the measuring position coordinate (YES in ST 203), the image pickup signal outputting device outputs 24 the image capture signal to the image capture unit 13 to capture the captured image (ST 204). The captured captured image and the measurement position coordinate are stored (ST 205). Based on this, the measurement coordinate (X, Y, Z) is detected at each point of the workpiece W (ST 206).

Die detektierte Messkoordinate (X, Y, Z) wird in der in 2 gezeigten Bewegungsmessung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 32 als die Messkoordinate der Bewegungsmessung gespeichert (ST 207). Das oben beschriebene Vorgehen wird an allen einer Vielzahl von Bildaufnahmepositionen ausgeführt (ST 208).The detected measurement coordinate (X, Y, Z) is in the in 2 shown motion measurement image coordinate storage device 32 stored as the measurement coordinate of the motion measurement (ST 207). The above-described procedure is executed at all of a plurality of image pickup positions (ST 208).

Die Bewegungsmessung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 32 speichert die Messkoordinate (X_M1, Y_M1, Z_M1)–(X_Mn, Y_Mn, Z_Mn) an allen Bildaufnahmepositionen. Der Suffix „n” ist eine Folgenummer des Messergebnisses bei der statischen Messung. In anderen Worten, die jeweiligen Messergebnisse (X_Sn, Y_Sn, Z_Sn) und (X_Mn, Y_Mn, Z_Mn) mit derselben Nummer werden an derselben Bildaufnahmeposition gemessen.The motion measurement image coordinate storage device 32 stores the measurement coordinate (X _M1 , Y _M1 , Z _M1 ) - (X _Mn , Y _Mn , Z _Mn ) at all image pickup positions. The suffix "n" is a sequence number of the measurement result in the static measurement. In other words, the respective measurement results (X _Sn , Y _Sn , Z _Sn ) and (X _Mn , Y _Mn , Z _Mn ) with the same number are measured at the same image pickup position.

Bei der Bewegungsmessung entspricht die Gruppe der an den jeweiligen Bildaufnahmepositionen aufgenommenen Bilder einer zweiten aufgenommenen Bildgruppe gemäß dieser Ausführungsform. Dementsprechend entspricht die Messkoordinate (X_M1, Y_M1, Z_M1)–(X_Mn, Y_Mn, Z_Mn) allen Bildaufnahmepositionen den auf der zweiten aufgenommenen Bildgruppe basierenden Messergebnissen.In the movement measurement, the group of images taken at the respective image pickup positions corresponds to a second picked up image group according to this embodiment. Accordingly, the measurement coordinate (X _M1 , Y _M1 , Z _M1 ) - (X _Mn , Y _Mn , Z _Mn ) corresponds to all the image pickup positions based on the measurement results based on the second image group.

8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Berechnens eines Korrekturwerts durch die in 2 gezeigten Berechnungseinrichtung für Finite-Differenzen von Koordinaten 33 zeigt. Aus der Statische-Messung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 31 wird eine Messkoordinate bei der statischen Messung (X_Sn, Y_Sn, Z_Sn) ausgelesen (ST 301). Aus der Bewegungsmessung-Bildkoordinaten-Speichereinrichtung 32 wir eine Messkoordinate bei der Bewegungsmessung (X_Mn, Y_Mn, Z_Mn) ausgelesen (ST 302). 8th FIG. 10 is a flowchart showing an example of calculating a correction value by the in 2 shown calculating means for finite differences of coordinates 33 shows. From the static measurement image coordinate memory device 31 a measurement coordinate in the static measurement (X _Sn , Y _Sn , Z _Sn ) is read out (ST 301). From the motion measurement image coordinate storage device 32 We read out a measurement coordinate in the motion measurement (X _Mn , Y _Mn , Z _Mn ) (ST 302).

Anhand der folgenden Gleichungen wird eine Finite-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) berechnet (ST 303). ΔX_n = X_Mn – X_Sn ΔY_n = Y_Mn – Y_Sn ΔZ_n = Z_Mn – Z_Sn Based on the following equations, a finite difference (ΔX _n , ΔY _n , ΔZ _n ) is calculated (ST 303). ΔX _n = X _Mn - X _Sn ΔY _n = Y _Mn - Y _Sn ΔZ _n = Z _Mn - Z _Sn

Die berechnete Finite-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) wird in der in 2 gezeigten Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Speichereinrichtung 34 gespeichert (ST 304). Das Vorgehen wird bis zur letzten Bildaufnahmeposition-Koordinate wiederholt (ST 305). Die Finite-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) entspricht dem Korrekturwert, der in dieser Ausführungsform aus der ersten aufgenommenen Bildgruppe und der zweiten aufgenommenen Bildgruppe berechnet wird.The calculated finite difference (ΔX _n , ΔY _n , ΔZ _n ) is calculated in the in 2 shown image coordinate finite difference storage device 34 stored (ST 304). The procedure is repeated until the last picture-taking position coordinate (ST 305). The finite-difference (.DELTA.X _n, _n .DELTA.Y, .DELTA.Z _n) corresponds to the correction value, the image group captured in this embodiment from the first and the second captured image group is calculated.

9 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der Bewegungsmessung mit Verwendung eines Korrekturwerts zeigt. Auf dem Verschiebetisch 11 ist ein Werkstück W derselben Art mit derselben Form wie das Werkstück W zum Berechnen des Korrekturwerts montiert. Von Schritt ST 401 bis Schritt ST 406 wird dasselbe Vorgehen wie bei der in 7 gezeigten Bewegungsmessung ausgeführt. Die in Schritt ST 406 per Bildaufnahmeposition-Koordinate berechnete Messkoordinate (X_n, Y_n, Z_n) wird an die in 2 gezeigte Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 ausgegeben. 9 FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the movement measurement using a correction value. FIG. On the translation table 11 is mounted a workpiece W of the same type having the same shape as the workpiece W for calculating the correction value. From step ST 401 to step ST 406, the same procedure as in FIG 7 shown motion measurement executed. The measurement coordinate (X _n , Y _n , Z _n ) calculated by the image pickup position coordinate in step ST 406 is applied to the in 2 shown image coordinate correction device 35 output.

Die Bildkoordinaten-Korrektureinrichtung 35 liet eine Finite-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) aus, die dieselbe Nummer n aufweist, welche der akzeptierten Messkoordinate (X_n, Y_n, Z_n) aus der Bildkoordinaten-Finite-Differenz-Speichereinrichtung 34 entspricht (ST 407). Dann wird die Korrekturkoordinate (X_Cn, Y_Cn, Z_Cn) anhand der folgenden Gleichungen berechnet (ST 408). X_Cn = X_n – ΔX_n Y_Cn = Y_n – ΔY_n Z_Cn = Z_n – ΔZ_n The image coordinate correction device 35 liet a finite difference _(n .DELTA.X, .DELTA.Y _n, .DELTA.Z _n), having the same number n which the accepted measurement coordinate (X _n, Y _n, Z _n) from the image coordinate finite difference memory means 34 corresponds (ST 407). Then, the correction coordinate (X _Cn , Y _Cn , Z _Cn ) is calculated from the following equations (ST 408). X _Cn = X _n - ΔX _n Y _Cn = Y _n - _n .DELTA.Y Z _Cn = Z _n - ΔZ _n

Der Suffix „n” wird mit der Nummer der Messergebnisse bei der statischen Messung und der Bewegungsmessung verglichen.The suffix "n" is compared with the number of measurement results in the static measurement and the motion measurement.

Die berechneten Korrekturkoordinaten (X_Cn, Y_Cn, Z_Cn) werden von der Detektionskoordinaten-Ausgabeeinrichtung 36 ausgegeben (ST 409). Das oben beschriebene Vorgehen wird bis zur letzten Bildaufnahmeposition wiederholt (ST 410).The calculated correction coordinates (X _Cn , Y _Cn , Z _Cn ) are determined by the detection coordinate output device 36 output (ST 409). The procedure described above is repeated until the last image pickup position (ST 410).

Gemäß der Bildmessvorrichtung 100 dieser Ausführungsform wird die Finite-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) aus der ersten aufgenommenen Bildgruppe, aufgenommen durch Bildaufnahme mit der statisch an einer Vielzahl von vorgegebenen Bildaufnahmepositionen platzierten Bildaufnahmeeinheit 13, und der zweiten aufgenommenen Bildgruppe, aufgenommen durch Bildaufnahme durch die relativ bewegte Bildaufnahmeeinheit 13, berechnet. Durch Verwenden der Finiten-Differenz (ΔX_n, ΔY_n, ΔZ_n) wird der Einfluss der Verformung des Bewegungsmechanismus 12 und des Werkstücks W und der Abweichung der Zeiteinteilung der Bilderfassung, die durch die Beschleunigung, die Verzögerung, die Zentrifugalkraft oder ähnliches am jeder Bildaufnahmeposition bewirkt werden, beseitigt und ein mit jenem der statischen Messung fast gleichwertiges Messergebnis kann erfasst werden. Das bedeutet, dass das Werkstück W mit hoher Genauigkeit durch relatives Bewegen der Bildaufnahmeeinheit 13 vermessen werden kann.According to the image measuring device 100 this embodiment, _(n .DELTA.X, .DELTA.Y _n, .DELTA.Z _{n) is} the finite difference from the first captured image group captured by image pickup with the statically placed at a plurality of predetermined image pickup positions of the image pickup unit 13 , and the second captured image group taken by image capturing by the relatively moving image pickup unit 13 , calculated. By using the finite difference (ΔX _n , ΔY _n , ΔZ _n ), the influence of the deformation of the moving mechanism becomes 12 and the workpiece W and the deviation of the timing of image acquisition caused by the acceleration, the deceleration, the centrifugal force or the like at each image pickup position are eliminated, and a measurement result almost equivalent to that of the static measurement can be detected. That is, the workpiece W with high accuracy by relatively moving the image pickup unit 13 can be measured.

Die Steifheit eines Elements, das den Bewegungsmechanismus 12 usw. bildet, muss nicht bis zum Äußersten erhöht werden, um die Abweichung des Bildes bei der Bewegungsmessung zu verhindern, wodurch Kosten reduziert werden.The stiffness of an element that controls the movement 12 etc., does not have to be increased to the utmost to prevent the deviation of the image in the motion measurement, thereby reducing costs.

Irgendeines einer Vielzahl der zu vermessenden Werkstücke W wird ausgewählt als ein Repräsentatives, und der Korrekturwert wird aus der statischen Messung und der Bewegungsmessung berechnet. Der Korrekturwert wird gespeichert. Falls ein anderes Werkstück W derselben Art der Bewegungsmessung unterworfen wird, wird die Korrektur mit dem gespeicherten Korrekturwert vorgenommen. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Werkstücken W derselben Art effektiv mit hoher Genauigkeit vermessen werden. Anhand eines Beispiels, durch Verwenden des ersten Werkstücks W, wird der Korrekturwert auf einfache Weise berechnet, wodurch die Bewegungsmessung mit hoher Genauigkeit ohne komplexe Verarbeitung ausgeführt werden kann.Any one of a plurality of workpieces W to be measured is selected as a representative, and the correction value is calculated from the static measurement and the motion measurement. The correction value is saved. If another workpiece W of the same type is subjected to the motion measurement, the correction is made with the stored correction value. In this way, a plurality of workpieces W of the same kind can be effectively measured with high accuracy. By way of example, by using the first workpiece W, the correction value is easily calculated, whereby the movement measurement can be performed with high accuracy without complex processing.

Andere AusführungsformenOther embodiments

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und andere verschiedene Ausführungsformen sind machbar.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and other various embodiments are feasible.

In der obigen Beschreibung wird das zu vermessende Werkstück verwendet, um den Korrekturwert zu berechnen. Ersatzweise wird ein Beweisobjekt verwendet, um den Korrekturwert zu berechnen. Das Beweisobjekt ist nicht beschränkt auf, aber umfasst ein plattenartiges Element, welches zum Beispiel als Werkstück W in 3A beschrieben ist.In the above description, the workpiece to be measured is used to calculate the correction value. Alternatively, a proof object is used to calculate the correction value. The evidence object is not limited to, but comprises a plate-like element, which, for example, as a workpiece W in 3A is described.

Falls das zu vermessende Werkstück feststeht, falls ein Verfahren zum Bewegen der Bildaufnahmeeinheit oder des Verschiebetischs bei der Bewegungsmessung feststeht, falls ein Bewegungsmodus einfach ist (Bewegung mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit in einer Achse, usw.) oder falls eine zu hohe Genauigkeit erforderlich ist, kann das Beweisobjekt als das Objekt gemäß der Ausführungsform verwendet werden.If the workpiece to be measured is fixed, if a method for moving the image pickup unit or the translation table is fixed in the motion measurement, if a motion mode is simple (moving at a uniform velocity in an axis, etc.) or if too high accuracy is required the proof object may be used as the object according to the embodiment.

Zum Beispiel wird das Beweisobjekt zum Zeitpunkt des Versandes ab Werk verwendet, um den Korrekturwert zu berechnen und zu speichern. Bei Messung eines tatsächlichen Werkstücks wird die Bewegungsmessung unter Verwendung des Korrekturwerts ausgeführt. Auf diese Weise ist die Bewegungsmessung mit hoher Genauigkeit leicht möglich. Zu beachten ist, dass ausgewählt werden kann, den unter Verwendung des Beweisobjekts berechneten Korrekturwert zu benutzen, oder den Korrekturwert unter Verwendung des Werkstücks vor Ort zu berechnen.For example, at the time of shipment, the evidence object is used at the factory to calculate and store the correction value. When measuring an actual workpiece, the motion measurement is performed using the correction value. In this way, the movement measurement with high accuracy is easily possible. Note that it may be selected to use the correction value calculated using the evidence object or to calculate the correction value using the workpiece on-site.

In der obigen Beschreibung wird die Bildaufnahmeeinheit in den x- und y-Richtungen bewegt, um die Bildaufnahmeposition der Bildaufnahmeeinheit zu verändern, und der Verschiebetisch wird in der y-Richtung bewegt. Es gibt jedoch keine Einschränkung diesbezüglich. Die Bildaufnahmeeinheit kann an einer Bildaufnahmeseite in drei Raumrichtungen, d. h. xyz, bewegt werden oder der Verschiebetisch kann auf Seiten eines zu vermessenden Objekts in drei Richtungen, d. h. xyz, bewegt werden.In the above description, the image pickup unit is moved in the x and y directions to change the image pickup position of the image pickup unit, and the shift table is moved in the y direction. However, there is no restriction in this regard. The image pickup unit may be arranged on an image pickup side in three spatial directions, i. H. xyz, or the translation table can be placed on the side of an object to be measured in three directions, i. H. xyz, to be moved.

Andererseits können jene auf Seiten der Bildaufnahme und auf Seiten des zu vermessenden Objekts in derselben Richtung bewegt werden. Jedenfalls entspricht die Bewegung zum Verändern der Bildaufnahmeposition der Bildaufnahmeeinheit der Relativbewegung der Bildaufnahmeeinheit.On the other hand, those on the side of the image pickup and on the side of the object to be measured can be moved in the same direction. In any case, the movement for changing the image pickup position of the image pickup unit corresponds to the relative movement of the image pickup unit.

Bei der obigen Beschreibung werden das Bildmessgerät und der PC separat bereitgestellt. Das Bildmessgerät und der PC können jedoch auch als eine Einheit bereitgestellt werden, um die Bildmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu realisieren. Damit sei gesagt, dass eine Informationsverarbeitungseinheit, die einen Prozessor und dergleichen umfasst, kann in dem Bildaufnahmegerät bereitgestellt werden und die Informationsverarbeitungseinheit kann eine Messungssteuerungseinrichtung darstellen.In the above description, the image meter and the PC are provided separately. However, the image measuring apparatus and the PC may also be provided as a unit to realize the image measuring apparatus according to the present invention. That is, an information processing unit including a processor and the like may be provided in the image pickup device, and the information processing unit may represent a measurement control device.

Das Bildmessverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine Art des Bildmessgeräts beschränkt, mit dem es ausgeführt wird. Die vorliegende Erfindung kann auf eine beliebige Vorrichtung angewandt werden, die Messungen und Beobachtungen unter Verwendung des durch Bildaufnahme des Werkstücks erfassten Objektbildes ausführt. Beispiele umfassen ein CNC-Bildmessgerät, ein dreidimensionales CNC-Messgerät und einen Härtetester. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein digitales Mikroskop, das ein Bild eines durch ein optisches Mikroskop bereitgestellten vergrößerten Bildes mit einer Digitalkamera aufnimmt, anwendbar.The image measuring method according to the present invention is not limited to a type of the image measuring apparatus with which it is carried out. The present invention may be applied to any apparatus that performs measurements and observations using the object image captured by image pickup of the workpiece. Examples include a CNC image measuring device, a three-dimensional CNC measuring device and a hardness tester. The present invention is also applicable to a digital microscope that captures an image of an enlarged image provided by an optical microscope with a digital camera.

Von den oben beschriebenen Merkmalen der jeweiligen Ausführungsformen können mindestens zwei miteinander kombiniert werden. Ferner sind die verschiedenen oben beschriebenen Wirkungen lediglich beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen und weitere Wirkungen können erzielt werden.Of the above-described features of the respective embodiments, at least two may be combined with each other. Furthermore, the various effects described above are merely illustrative and not restrictive, and other effects can be obtained.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2015-082239 [0001]
JP 2014-228529 [0003]

Claims

Image measuring apparatus comprising: an image pickup device that picks up images of an object; a moving mechanism that changes an image pickup position of the image pickup device to the object; and a calculating unit that acquires a correction value from a first captured image group acquired by statically placing the image pickup device at a plurality of image pickup positions and a second picked image group acquired by relatively moving the image pickup device so as to traverse each of the plurality of image pickup positions wherein the first captured image group and the second captured image group are captured image groups of images taken at a plurality of the predetermined image pickup positions by the image pickup device.

An image measuring apparatus according to claim 1, wherein the object is an object to be measured; and the image measuring apparatus further comprises a correcting means which corrects a measurement result based on the correction value calculated from the second image group taken.

An image measuring apparatus according to claim 2, further comprising: a storage device that stores the calculated correction value, wherein the correction device corrects the measurement result based on the stored correction value.

Image measuring method, comprising: Capturing a first captured image group by image capturing an object with an image capturing device that is statically placed at each of a plurality of image capturing positions; Capturing a second captured image group by image-capturing the object with the image-capturing device that is relatively moved so that each one of a plurality of the image-capturing positions is traversed; and Calculating a correction value from the first and second captured captured image groups.

Image measuring method according to claim 4, wherein the acquisition of the first recorded image group is carried out on the object to be measured; the acquisition of the second recorded image group is carried out in each case on the object to be measured and on a plurality of other similar objects to be measured; and the image measuring method comprises correcting a measurement result from each of a plurality of the other objects to be measured based on the second captured image group based on the correction value calculated for the objects to be measured.

An information processing apparatus, comprising: a motion control device that controls an image pickup position of an image pickup device that picks up images of an object; and a calculating unit that acquires a correction value from a first captured image group acquired by statically placing the image pickup device at a plurality of image pickup positions and a second picked image group acquired by relatively moving the image pickup device so as to traverse each of the plurality of image pickup positions wherein the first captured image group and the second captured image group are captured image groups of images taken at a plurality of the predetermined image pickup positions by the image pickup device.

An information processing method executed by a computer, comprising: Capturing a first captured image group by image capturing an object with an image capturing device that is statically placed at each of a plurality of image capturing positions; Capturing a second captured image group by image-capturing the object with the image-capturing device that is relatively moved so that each one of a plurality of the image-capturing positions is traversed; and Calculating a correction value from the first and second captured captured image groups.

A program for causing a computer to perform a method comprising: Capturing a first captured image group by image capturing an object with an image capturing device that is statically placed at each of a plurality of image capturing positions; Capturing a second captured image group by image-capturing the object with the image-capturing device that is relatively moved so that each one of a plurality of the image-capturing positions is traversed; and Calculating a correction value from the first and second captured captured image groups.